
三、二氧化碳的制取及利用
1. 工业上如何制取二氧化碳:
高温煅烧石灰石,化学反应为:CaCO3 = CaO + CO2↑(条件:高温)。石灰石的主要成分是碳酸钙,这种白色的固体难溶于水。
2. 实验室制备二氧化碳的方法:
(1)原料:选用石灰石或大理石与稀盐酸。
不使用浓盐酸的原因:浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,这会使得制得的二氧化碳不纯。
不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶,会覆盖在大理石表面,阻止反应继续进行。
不使用粉末状石灰石、纯碳酸钙、碳酸钠的原因:这些材料的反应速率过快,不利于气体的收集。
(2)反应原理:CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。
(3)装置类型:由于反应物为固体和液体,且在常温下反应,所以选择固体-液体-常温型发生装置。
(4)收集方式:由于二氧化碳密度比空气大,所以采用向上排空气法进行收集。
(5)实验步骤:
首先组装仪器,然后检查装置的气密性。将石灰石放入锥形瓶中,通过长颈漏斗加入稀盐酸,开始收集产生的气体。
(6)验满方法:在集气瓶口放置一根燃着的木条,如果木条熄灭,说明二氧化碳已经收集满。
(7)注意事项:
制得的二氧化碳中可能混有氯化氢和水蒸气。为了纯化气体,可以使用饱和碳酸钠溶液去除氯化氢,用浓硫酸去除水蒸气。
如果在制备过程中发现通入澄清石灰水后的二氧化碳没有使石灰水变浑浊,可能是由于盐酸浓度过高,导致二氧化碳中混有大量的氯化氢,或者石灰水已经变质。
四、二氧化碳与健康关系
1. 二氧化碳本身无毒,不属于大气污染物。
2. 在空气中,二氧化碳的体积分数约为1%。当二氧化碳体积分数达到这个水平时,人们可能会感到气闷、头晕和心悸。如果二氧化碳的体积分数超过6%,人可能会出现神志不清,甚至因为呼吸停止而危及生命。
3. 在进入菜窖、溶洞、深井等二氧化碳含量较高的地方之前,应进行灯火实验。如果火焰微弱或熄灭,说明二氧化碳含量高,不宜进入。此时应该进行通风换气。
